ĐATN - TK hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng, sinh thái welham charmlake, tỉnh hòa bình với 251 căn biệt thự

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPa.Tổng quan về nước thải chế, tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải Lịch sử phát triển của Công ty, Quy trình sản xuất của nhà máyb.Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải.Tổng quan về quá trình và công nghệ xử lý nước thảiMột số công nghệ xử lý nước thải ở Việt Namc.Thành phần tính chất nước thải, đề xuất sơ đồ công nghệ xử lýĐề xuất 02 phương án công nghệ xử lý phù hợpd.Tính toán các công trình đơn vị, khai toán chi phíe.Quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡngQuy trình vận hành của hệ thống xử lý trên thực tế, bảo trì bảo dưỡng định kì.Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.f.Các công trình đơn vị đã thiết kế Bản vẽ PDF đính kèm cuối file

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN

VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

- KHOA MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường Lớp: 05KTMT3

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

1 Tên đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng,

sinh thái Welham Charmlake tỉnh Hòa Bình với 251 căn biệt thự

2 Nhiệm vụ đồ án:

- Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

✔ Tổng quan về nước thải được cho trong đề tài và đặc trưng của nước thải

✔ Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, phân tích so sánh hai phương án

✔ Tính toán các công trình đơn vị của 2 phương án

✔ Tính toán và lựa chọn thiết bị cho các công trình đơn vị tính toán trên

✔ Khái toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình

- Vẽ tối thiểu 7-8 bản vẽ

3 Ngày giao nhiệm vụ: 16/03/2020

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 04/08/2020

5 Họ và tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Lan Hương, ThS Trần Ngọc Bảo

Luân

6 Phần hướng dẫn: Toàn bộ đồ án

Ngày tháng năm

TS Nguyễn Lan Hương Th.S Trần Ngọc Bảo Luân

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi đến Quý thầy cô lời cảm ơn trân trọng nhất!

Trong suốt thời gian học tập tại Trường dưới sự dìu dắt và chỉ bảo tận tụy của Quý thầy cô tại Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường TP Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức, bài học kinh nghiệm quý báu trong chuyên môn cũng như trong cuộc sống Sự tận tụy, lòng nhiệt tình, niềm say mê với nghề của quý thầy cô là động lực giúp em cố gắng, trao dồi thêm nhiều kiến thức và vượt qua khó khăn trong học tập

Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Lan Hương và Th.S Trần Ngọc Bảo Luân đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy cô Khoa Môi trường đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành kiến thức và kỹ năng trong quá trình học tập trên ghế nhà trường

Dù đã cố gắng nổ lực tìm tòi, học hỏi và chỉnh chu trong bài đồ án tốt nghiệp nhưng không tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm trong bài Em rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô để báo cáo Đồ án của em được hoàn thiện và tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô đã dành chút thời gian quý báu cho bài báo cáo của em

Em xin chúc Quý thầy cô thật nhiều sức khỏe

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đồ án tốt nghiệp với nội dung: “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng, sinh thái Welham Charmlake tỉnh Hòa Bình với 251 căn biệt thự “ Được trình bày gồm 6 chương

Đồ án được thực hiện bằng 7 bản vẽ: bản vẽ sơ đồ công nghệ, mặt bằng sơ đồ công nghệ và chi tiết 5 bản vẽ công trình đơn vị

Với các thông số đầu vào bao gồm “ BOD (350 mg/l), SS (150 mg/l), N(40 mg/l), P(8 mg/l), Coliform (1×104 mg/l), dầu mỡ ( 80mg/l) gây ô nhiễm môi trường Yêu cầu nước thải sau khi qua xử lý đạt cột B, QCVN 14:2008/BTNMT

Công nghệ được đề xuất thiết kế trong đồ án này là: Nước thải sinh hoạt →Song chắn rác → Hố Thu gom →Bể điều hòa → Bể Anoxic → Bể Aerotank → Bể lắng đứng → Bể khử trùng →Nguồn tiếp nhận Các thông số đầu ra của nước thải khi qua

xử lý là SS (50,8 mg/l), BOD5 (42,2 mg/l), Amoni (7,4 mg/l), Nitrat(8,4 mg/l)

Phosphat (8,4 mg/l) Đạt cột B, QCVN 14:2008/BTNMT Tổng chi phí 1m3 nước thải

là 7.445 VNĐ/m3 nước thải Đảm bảo yêu cầu nước thải đầu ra đạt yêu cầu đấu nối vào hệ thống xử lý chung của khu nghỉ dưỡng

ABSTRACT

Content of: "Designing the domestic wastewater treatment system for Welham Charmlake resorts zones, Hòa Bình Province, 251 villas." Presented in 6 chapters The project is carried out 7 drawings: drawing diagram of technology, plan of technology diagram, and detailing 5 unit drawings

With input parameters include: BOD (350 mg/l), SS (150 mg/l), N(40 mg/l), P(8 mg/l), Coliform (1×104 mg/l), grease animals, plants (80 mg / l) Waste water requirements after treatment reached column B, QCVN 14: 2008 / BTNMT

The technology proposed for design in this project is Domestic wastewater

→Protective coarse bar screen → Colection pits → Conditioning tank→ Anoxic tank

→ Aerotank tank → Settling tank → Disinfection tank → Receiving source The output parameters of treated wastewater are SS (50,8 mg/l), BOD5 (42,2 mg/l), Amoni (7,4 mg/l), Nitrat(8,4 mg/l) Phosphat (8,4 mg/l) Coliform (480 mg/l), grease animals, plants (12,9 mg /l).Reach column B, QCVN 14: 2008 / BTNMT The total cost of 1 m3 of wastewater is 7,445 VND / m3 of wastewater Ensure that the required output water meets the requirements of the connection to the general system of processing resort zones

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP.HCM, Ngày tháng năm 2020 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên)

TS Nguyễn Lan Hương ThS Trần Ngọc Bảo Luân

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

1 Nội dung và kết quả đồ án

TP.HCM, Ngày tháng năm 2020

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC VIẾT TẮT xiii

PHẦN MỞ ĐẦU xiv

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN KHU NGHỈ DƯỠNG WELHAM CHARMLAKE VỚI QUY MÔ 251 CĂN BIỆT THỰ VÀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1

1.1 Tổng quan về địa điểm dự án 1

1.2 Điều kiện tự nhiên 1

1.2.1 Vị Trí địa lý 1

1.2.2 Địa hình 2

1.3 Điều kiện kinh tế xã hội 3

1.4 Đặc điểm địa hình – thủy văn 3

1.5 Đặc điểm khí hậu 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NƯỚC THẢI 4

2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt của khu nghĩ dưỡng Welham Charmlake 4

2.1.1 Nguồn nước thải sinh hoạt 4

2.1.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt 5

2.1.3 Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt 6

2.1.4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải 7

2.1.5 Một số thuật ngữ sử dụng trong xử lí nước thải 8

2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 10

2.2.1 Điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải 11

2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 11

2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 18

2.2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 21

2.2.5 Phương pháp xử lý bùn cặn 27

2.2.6 Một số công nghệ xử lý nước thải điển hình 28

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 32

3.1 Cơ sở lựa chọn 32

3.2 Xác định lưu lượng tính toán nước thải khu nghỉ dưỡng 32

3.3 Đề xuất sơ đồ công nghệ và thuyết minh 37

3.3.1 Phương án 1 38

3.3.2 Phương án 2 43

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI 51

4.1 Tính toán các công trình ở phương án 1 51

4.1.1 Bể tự hoại 51

4.1.2 Song chắn rác 53

4.1.3 Bể tách dầu mỡ 57

4.1.4 Hố thu gom 61

4.1.5 Bể điều hòa 63

4.1.6 Bể Anoxic 68

4.1.8 Bể lắng đứng 80

4.1.9 Bể khử trùng 86

4.1.10 Bể nén bùn 90

4.1.11 Máy ép bùn băng tải 94

4.2 Tính toán các công trình đơn vị phương án 2 95

4.2.1 Bể điều hòa khuấy trộn 95

4.2.2 Bể MBBR 98

4.2.3 Bể khử trùng 107

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ 110

5.1 Chi phí cho phương án 1 110

5.1.1 Chi phí xây dựng 110

5.1.2 Chi phí thiết bị 113

5.1.5 Chi phí bảo trì và bảo dưỡng 115

5.1.6 Chi phí cho 1 đơn vị xử lý nước thải 116

5.2 Chi phí cho phương án 2 116

5.2.1 Chi phí xây dựng 116

5.2.2 Chi phí thiết bị 120

5.2.3 Chi phí quản lý vận hành: điện năng, hóa chất, nhân công 121

5.2.4 Chi phí khấu hao 122

5.2.5 Chi phí bảo trì và bảo dưỡng 123

5.2.6 Chi phí cho 1 đơn vị xử lý nước thải 123

5.3 So sánh chi phí 2 phương án 123

CHƯƠNG 6:VẬN HÀNH – QUẢN LÝ – GIẢI QUYẾT SỰ CỐ 125

6.1 Vận hành hệ thống 125

6.2 Quản lý và bảo trì bảo dưỡng 130

6.3 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục 133

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 138

KẾT LUẬN 138

KIẾN NGHỊ 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

DANH MỤC HÌNH

HÌNH 1 1: TỔNG QUAN KHU NGHĨ DƯỠNG WELHAM CHARMLAKE 1

HÌNH 1 2: KHU ĐÔ THỊ WELHAM CHARMLAKE TRÊN BẢN ĐỒ 2

HÌNH 2 1: SONG CHẮN RÁC THÔ 12

HÌNH 2 2: SONG CHẮN RÁC CƠ KHÍ 13

HÌNH 2 3: BỂ ĐIỀU HÒA 15

HÌNH 2 4: BỂ LẮNG NGANG 16

HÌNH 2 5: BỂ LẮNG ĐỨNG 17

HÌNH 2 6: BỂ LẮNG LY TÂM 18

HÌNH 2 7: QUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC 21

HÌNH 2 8: BỂ AEROTANK 22

HÌNH 2 9: BỂ ANOXIC 23

HÌNH 2 10: BỂ MBBR 25

HÌNH 2 11: MBBR HIẾU KHÍ VÀ MBBR KỊ KHÍ 26

HÌNH 2 12: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG TY CỔ PHẦN PERSO 29

HÌNH 2 13: SĐCN XỬ LÍ NTSH TÒA NHÀ AB VỚI CÔNG SUẤT 120 M 3/NGÀY CỦA CÔNG TY GREENTECH 31

HÌNH 3 1: PHƯƠNG ÁN 1 38

HÌNH 3 2: PHƯƠNG ÁN 2 44

DANH MỤC BẢNG

BẢNG 2 1: TẢI TRỌNG CHẤT BẨN TÍNH THEO ĐẦU NGƯỜI 4

BẢNG 2 2: NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ĐẶC TRƯNG TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT 5

BẢNG 2 3: CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ GIỚI HẠN TIẾP NHẬN 6

BẢNG 3 1: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHI VÀO BỂ TỰ HOẠI 34

BẢNG 3 2: THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI XÁM SAU KHI QUA SONG CHẮN RÁC 34

BẢNG 3 3: THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI XÁM SAU KHI QUA BỂ TÁCH DẦU MỠ 35

BẢNG 3 4: THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI TỔNG HỢP NƯỚC THẢI XÁM VÀ NƯỚC THẢI ĐEN TẠI BỂ THU GOM 35

BẢNG 3 5: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SAU KHI VÀO BỂ THU GOM 36

BẢNG 3 6: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 40

BẢNG 3 7: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CỦA PHƯƠNG ÁN 2 46

BẢNG 3 8: SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HAI PHƯƠNG ÁN 50

BẢNG 4 1: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA BỂ TỰ HOẠI 51

BẢNG 4 2: TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ TỰ HOẠI 52

BẢNG 4 3: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ TỰ HOẠI 53

BẢNG 4 4: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA SONG CHẮN RÁC 53

BẢNG 4 5: HỆ SỐ 𝛽 ĐỂ TÍNH SỨC CẢN CỤC BỘ CỦA SONG CHẮN RÁC 55

BẢNG 4 6: TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ SONG CHẮN RÁC 56

BẢNG 4 7: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA BỂ TÁCH DẦU MỠ 57

BẢNG 4 8: TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ TÁCH MỠ 61

BẢNG 4 9: TÓM TẮT THÔNG SỐ THIẾT KẾ HỐ THU GOM 63

BẢNG 4 10: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHI VÀO BỂ ĐIỀU HÒA SỤC KHÍ 63

BẢNG 4 11: TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU HÒA 68

BẢNG 4 12: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHI VÀO BỂ ANOXIC 68

BẢNG 4 13: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỦA BỂ ANOXIC 72

BẢNG 4 14: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA BỂ AEROTANK 73

BẢNG 4 15: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỦA BỂ AEROTANK 80

BẢNG 4 16: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA BỂ LẮNG ĐỨNG 81

BẢNG 4 17: TÓM TẮT THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ LẮNG 86

BẢNG 4 18: NỒNG ĐỘ CÁC THÔNG SỐ DÒNG VÀO CỦA BỂ KHỬ TRÙNG 87

BẢNG 4 19: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ KHỬ TRÙNG TIẾP XÚC 90

BẢNG 4 20: TÓM TẮT THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ NÉN BÙN 94

BẢNG 4 21: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHI VÀO BỂ ĐIỀU HÒA KHUẤY TRỘN 95 BẢNG 4 22: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ ĐIỀU HÒA KHUẤY TRỘN 98

BẢNG 4 23: HIỆU SUẤT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHI VÀO BỂ MBBR 99

BẢNG 4 24: TÓM TẮT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ MBBR 107

BẢNG 5 1: CHI PHÍ XÂY DỰNG 110

BẢNG 5 2: CHI PHÍ THIẾT BỊ 113

BẢNG 5 3: CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG 114

BẢNG 5 4: CHI PHÍ HÓA CHẤT 115

BẢNG 5 5: CHI PHÍ CÔNG NHÂN 115

BẢNG 5 6: BẢNG CHI PHÍ XÂY DỰNG 116

BẢNG 5 7: CHI PHÍ THIẾT BỊ 120

BẢNG 5 8: CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG 121

BẢNG 5 9: CHI PHÍ HÓA CHẤT 122

BẢNG 5 10: CHI PHÍ CÔNG NHÂN 122

BẢNG 5 11: SO SÁNH CHI PHÍ CHO 2 PHƯƠNG ÁN 123

BẢNG 6 1: KHỞI ĐỘNG, CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH, NGỪNG HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 125

BẢNG 6 2: CÔNG TÁC BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG CỦA 2 PHƯƠNG ÁN 130

BẢNG 6 3: SỰ CỐ, NGUYÊN NHÂN VÀ KHẮC PHỤC TẠI CÁC BỂ 133

DANH MỤC VIẾT TẮT

BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD : Nhu cầu oxy hóa học

CTR : Chất thải rắn

HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải

KCN : Khu công nghiệp

KCS : Bộ phận kiểm tra chất lượng

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

UASB : Bể phản ứng sinh học kỵ khí lội ngược

VSV : Vi sinh vật

DO: Lượng oxi hòa tan cần thiết cho vi sinh vật hoạt động

F/M: Tỷ lệ thức ăn cho vi sinh vật (Food/Microganism Ratio)

MLSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Mixed Liquor Suspended Solid)

MLVSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid)

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của đồ án

Trong những năm gần đây, phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường là chủ

đề tập trung quan tâm của nhiều nước trên thế giới Một trong những vấn đề đặt ra cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường ô nhiễm do các hoạt động sống của con người gây nên

Ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất đang

là vấn đề bức xúc và rất được quan tâm hiện nay Nguồn nước là tài nguyên quý giá của con người nên việc bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước để cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất, đáp ứng nhu cầu hiện tại và thỏa mãn nhu cầu tương lai là hết sức cần thiết Đây đang là bài toán nan giải đối với các quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng

Với tốc độ đô thị hóa nhanh và sự gia tăng dân số mạnh trong thời gian qua đã dẫn đến việc hình thành nhiều khu chung cư và khu đô thị mới Tình trạng ô nhiễm nguồn nước ở các khu vực này đang ở mức báo động mạnh do lượng nước cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất là khá lớn, vì vậy mà lượng nước thải trực tiếp ra hệ thống sông hồ mà chưa qua xử lý ở những khu vực này cũng tương đối lớn

Trong giai đoạn hiện nay, khi nền kinh tế của nước ta có những bước phát triển mạnh

mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thì vấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết Các biện pháp bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không bị ô nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người là thu gom và xử lý nước thải Nước thải sau xử lý sẽ đáp ứng được các tiêu chuẩn thải vào môi trường cũng

như khả năng tái sử dụng nước sau xử lý Do đó đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng, sinh thái Welham Charmlake tỉnh Hòa Bình với

251 căn biệt thự ” được thực hiện nhằm thiết kế một hệ thống xử lý nước thải cho

khu chung cư đạt tiêu chuẩn xả thải vì một môi trường xanh - sạch

Hệ thống chỉ xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu nghỉ dưỡng, sinh thái Welham

Charmlake còn nước thải hồ bơi được xử lý riêng

2 Mục tiêu đồ án

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng, sinh thái Welham

3 Nội dung đề tài

Yêu cầu đề xuất 02 phương án xử lý hợp lý

Tính toán đầy đủ các công trình đơn vị trong phương án 1 Phương án 2, chỉ tính bổ sung các công trình khác so với phương án 1

Tính khái toán kinh phí cho cả 02 phương án bao gồm chi phí đầu tư (chi phí xây dựng, chi phí thiết bị, suất đầu tư cho 1m3 nước thải), chi phí vận hành (hóa chất, điện, nhân công, bảo trì bảo dưỡng, khấu hao)

So sánh các yếu tố kỹ thuật và kinh tế để lựa chọn 1 phương án

Số bản vẽ: ít nhất 7 bản

4 Phương pháp thực hiện

- Phương pháp thu thập số liệu: Tìm hiểu, thu thập các số liệu liên quan đến khu nghỉ dưỡng Welham Charmlake tỉnh Hòa Bình với 251 căn biệt thự, tìm hiểu thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt và các số liệu liên quan khác Trên cơ sở các số liệu thu thập, đề xuất công nghệ xử lý thích hợp và tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống và dự toán kinh phí xây dựng và vận hành

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt được áp dụng phổ biến trong nước và thế giới qua các tài liệu chuyên ngành

và các bài báo cáo nghiên cứu khoa học

- Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để mô tả kiến trúc công nghệ

xử lý nước thải

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng, sinh thái Welham Charmlake tỉnh Hòa Bình với 251 căn biệt thự, thời gian thực hiện: 16/3/2020 đến 4/8/2020

6 Ý nghĩa đề tài

- Tiếp cận và ứng dụng được những kiến thức đã học thông qua bộ môn “ Xử lý nước thải” Nhằm tiếp cận được với thực tế thông qua đồ án từ đó thiết kế tính toán

và xây dựng hệ thống nước thải

- Xây dựng hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường nhằm giảm gánh nặng ô nhiễm môi trường nước

- Góp phần nâng cao ý thức môi trường cho người dân

- Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN KHU NGHỈ DƯỠNG WELHAM CHARMLAKE VỚI QUY MÔ 251 CĂN BIỆT THỰ VÀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.1 Tổng quan về địa điểm dự án

Welham Charmlake là dự án biệt thự nghỉ dưỡng do Công ty CP du lịch sinh thái nghỉ dưỡng Welham Hồ Dụ làm chủ đầu tư Dự án có quy mô 40ha, nằm trên đỉnh đồi có tầm nhìn ôm trọn Hồ Dụ- một vị trí trắc địa với giá trị bề mặt phong thủy, mang đến “ Tài lộc- Phú quý- Vượng khí- Trường tồn- May mắn” cho các chủ sở hữu Bên cạnh

đó mỗi sản phẩm biệt thự tại Welham Charmlake đều sở hữu thiết kế tinh tế, luôn tràn ngập ánh sáng, không khí tự nhiên, mang lại không gian thư thái, gần gũi thiên nhiên với núi rừng Tây Bắc, góp phần tạo nên những kì nghỉ hoàn hảo cho khách hàng

Hình 1 1 Tổng quan khu nghỉ dưỡng Welham Charmlake [22]

Tên dự án: Welham Charmlake

- Vị trí dự án: Quốc lộ 6, xã Mông Hóa, huyện Kỳ Sơn, Hòa Bình

- Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần du lịch sinh thái Welham Hồ Dụ

- Quy mô: 40ha:

• 10 ha diện tích nước Hồ Dải Lụa

• 251 căn biệt thự cao cấp

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Vị Trí địa lý

Welham charmlake tọa lạc trên đường Quốc lộ 6, xã Mường Hóa, huyện Kỳ Sơn,Hòa

Bình Xung quanh dự án là hệ thống giao thông, cơ sở hạ tầng cùng các quần thể resort

cao cấp Đặc biệt dự án chỉ cách Hà Nội khoảng 60km, rất thuận tiện cho khai thác

kinh doanh kỳ nghỉ ngắn hạn

Có ranh giới như sau:

Phía Bắc: Giáp khu dân cư xóm Hang Nước và vùng quốc lộ 6

Phía Nam: Giáp khu đồi rừng trồng keo xóm Lũng Hang

Phía Đông: Giáp khu đồi rừng trồng keo xóm Hang Nước

Phía Tây: Giáp khu đồi rừng trồng keo xóm Lũng Hang

Hình 1 2 Khu đô thị Welham Charmlake trên bản

đồ [22]

1.2.2 Địa hình

a Đặc điểm địa hình

Khu đất có địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ địa hình cao nhất là: 35,78 và

thấp nhất là 12,4 thoải đều về hướng Bắc chủ yếu là rừng

Phía sau lưng các căn biệt thự nghỉ dưỡng Welham là đồi núi muôn trùng, sương

mù phủ trắng đỉnh, phía trước view xuống toàn cảnh Hồ

1.3 Điều kiện kinh tế xã hội

Mấy năm gần đây, diện mạo kinh tế xã hội đã thay đổi rõ rệt, nhất là kết cấu hạ tầng Tuyến đường Hòa Lạc - Hòa Bình sau nhiều năm triển khai đã chính thức đưa vào sử dụng, rút ngắn thời gian lưu thông đường bộ từ TP Hòa Bình đến trung tâm Hà Nội chỉ còn 1 giờ xe chạy Như vậy, địa bàn huyện Kỳ Sơn hiện đã có những điều kiện

"đủ”, có tuyến QL 6 và tuyến Hòa Lạc- Hòa Bình liên thông, kết nối với Hà Nội và tỉnh Cùng với đó tuyến đường 445 tiếp tục được đầu tư nâng cao năng lực kết nối với

Hà Nội, tạo sức bật mới cho cả vùng Phú Cường Bên cạnh đó hệ thống giao thông đường thủy là cơ hội để nâng cao năng lực vận tải cho huyện Kỳ Sơn Hòa Bình

1.4 Đặc điểm địa hình – thủy văn

Tỉnh Hòa Bình có địa hình núi cao, chia cắt phức tạp, độ dốc lớn và theo hướng Tây Bắc Đông Nam, phân chia thành 2 vùng: vùng núi cao nằm về phía Tây Bắc có

độ cao trung bình từ 600 - 700 m, địa hình hiểm trở, chiếm 44,8% diện tích toàn vùng; vùng núi thấp nằm ở phía Đông Nam, chiếm 55,2% diện tích toàn tỉnh, địa hình gồm các dải núi thấp, ít bị chia cắt, độ dốc trung bình từ 20 - 25 độ, độ cao trung bình từ

100 - 200 m so với mực nước biển

-Hệ thống sông ngòi trên địa bàn tỉnh phân bố tương đối đồng đều với các sông lớn như: Sông Đà, sông Bôi, sông Bưởi, sông Bùi…

1.5 Đặc điểm khí hậu

Hòa Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa động lạnh, ít mưa; mùa hè nóng, mưa nhiều Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 23°C Tháng 6 có nhiệt độ cao nhất trong năm, trung bình 27 - 29°C, ngược lại tháng 01 có nhiệt độ thấp nhất, trung bình 15,5 - 16,5°C

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NƯỚC THẢI 2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt của khu nghỉ dưỡng Welham Charmlake 2.1.1 Nguồn nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giủ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… chúng thường được thải

ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người củng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các song rạch, còn các vùng ngoại thàn và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu hóa tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm

Bảng 2 1 Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người [14]

Chỉ tiêu

Tải trọng chất bẩn (g/người.ngày đêm)

Các quốc gia đang phát triển gần gũi với Việt Nam Theo Tiêu chuẩn Việt Nam

2.1.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt

Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:

Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sính hoạt: cặn bã từ bếp, các chất rửa trôi, kể

cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn

có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chất hữu

cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein (40-50%), hydrat cacbon (40-50%)

Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 450mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nucớ thải sinh hoạt không được vệ sinh thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng

150-Bảng 2 2 Nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sinh hoạt [4]

Tổng P, mg/l 4 8 15

Coliform MPN/100ml 106÷107 107÷108 107÷109

Bảng 2 3 Chất lượng nước thải sinh hoạt và giới hạn tiếp nhận [8]

14:2008/BTNMT cột A Trung bình Độ lệch chuẩn

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra

COD, BOD: sự kháng hóa ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4… làm cho nước bị hôi thối và làm giảm pH của môi trường

SS: lắng động ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến cuộc sống của thủy sinh vật nước

Vi trùng gây bệnh: gây ra các loại bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…

Ammonia,P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra

Màu: rất mỹ quan

Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuyếch tán oxy trên bề mặt

2.1.4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải

Nguồn nước mặt là sông hồ, kênh rạch, suối, biển… nơi tiếp nhận nước thải từ khu dân cư, đô thị, khu công nghiệp hay các xí nghiệp công nghiệp Một số nguồn nước trong số đó là nguồn nước ngọt quí giá, sống còn của đất nước, nếu để bị ô nhiễm do nước thải thì chúng ta phải trả giá rất đắt và hậu quả không lường hết Vì vậy, nguồn nước phải được bảo vệ khỏi sự ô nhiễm do nước thải

Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử lý xả vào nguồn nước làm thay đổi các tính chất hóa lý và sinh học của nguồn nước Sự có mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước Khả năng tự làm sạch của nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải với nguồn Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính an toàn vệ sinh nguồn nước Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là:

.Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước

.Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo qui định bằng cách áp dụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước Ngoài ra, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trình kín có ý nghĩa đặc biệt quan trọng

2.1.5 Một số thuật ngữ sử dụng trong xử lí nước thải

pH: là chỉ số có biên độ dao động khá cao trong quá trình thải mỗi ngày của tòa nhà Dao động của pH có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của vi sinh vật Chỉ số pH của nước thải hoặc quá kiềm hoặc quá axit khi cho vào bể sinh học hiếu khí sẽ gây chết tại chổ cho vi sinh vật, dẫn đến việc giảm sút hiệu quả xử lý

COD ( Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học): là chỉ số quan trọng trong quá trình theo dõi và vận hành hệ thống xử lý Để cho hệ thống vận hành tốt chỉ

số COD của nước thải đầu vào phải ổn định Để theo dõi quá trình và thiết lập chế độ vận hành đúng, tối ưu cho hệ thống, cần thiết phải theo dõi sự biến đổi COD trong bể sinh học hiếu khí trong thời gian chạy khởi động và trong suốt thời gian vận hành hệ thống xử lý Theo dõi chỉ số COD cho phép đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống

để kịp thời điều chỉnh

Chỉ số BOD5 ( Biologycal Oxygen Demand after 5 days ) – Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày: củng như COD, BOD5 là chỉ số quan trọng và việc giảm chỉ số BOD5

COD/BOD5 là cần thiết để đánh giá hiệu quả xử lý và hoạt động của vi sinh vật và theo dõi sự biến thiên nồng độ đầu vào của nước thải

.Chỉ số Photpho tổng số, Nito tổng số: photpho và nito trong nước thải là hai nguyên tố tham gia vào quá trình phát triển của vi sinh vật Phân tích định lượng 2 nguyên tố P,N trong nước thải để từ đó có sở điều chỉnh tỉ lệ trong hàm lượng BOD5 :

N : P cho phù hợp là công việc rất quan trọng trong quá trình vận hành hệ thống xử lý Khi tỉ lệ BOD5 : N : P được điều chỉ hợp lý, hệ thống sẽ vận hành đạt yêu cầu và tránh được những sự cố do vi sinh vật gây ra Thông thường tỉ lệ BOD5 : N : P bằng 20 : 5 :

1 được chấp nhận cho sự cân bằng dinh dưỡng của hệ thống xử lý Tuy nhiên với đặc điểm của từng loại nước thải, tỷ lệ BOD5 : N : P có khác nhau Vì vậy việc bổ sung dinh dưỡng sẽ được xác định cụ thể qua kết quả khảo sát thực tế khi vận hành

.Chỉ số bùn: hàm lượng và chất lượng bùn hoạt tính ( vi sinh vật kết mảng ) trong

hệ là rất quan trọng Chính những vi sinh vật này đóng vai trò quyết định trong quá trình xử lý Vi sinh vật trong hệ sinh học hiếu khí thường rất nhạy cảm với những biến đổi về môi trường sống ( nguồn thức ăn, dinh dưỡng, độ pH của nước thải, các nguyên

tố vi lượng, nồng độ oxy hòa tan ) Do đó việc phân tích nhanh chất lượng bùn được thực hiện theo các chỉ số:

- Độ lắng

- Tỷ lệ bùn lắng

- Tỷ lệ bùn nổi

- Màu sắc, mùi của bùn

- Nhận dạng bùn qua kính hiển vi

- Độ tro của bùn (*)

- Các thành phần hóa học của bùn (*)

Trong đó các chỉ tiêu (*) chỉ phân tích cần thiết cho phép đánh giá chất lượng của bùn và có biện pháp điều chỉnh các thông số vận hành để đạt được chất lượng bùn cao nhất

Chỉ số DO ( Dissolve Oxygen – Oxy hòa tan ): lượng oxy hòa tan được duy trì trong hệ thống sinh học hiếu khí thường dao động trong khoảng từ 1-2mg/l, để bảo đảm hoạt động bình thường cho vi sinh vật Tính toán lượng oxy cung cấp cho hệ

thống căn cứ vào hàm lượng BOD5 trong nước thải và hiệu suất chuyển tải oxy (SOTE ) của thiết bị phân phối khí Việc theo dõi nồng độ oxy hòa tan được thực hiện tự động và lien tục trong quá trình vận hành hệ thống nhờ đầu dò DO

Chỉ số SS ( Suspended Solids – Chất rắn lơ lửng): trong hệ thống xử lý nước thải, chỉ số sS dùng để kiểm tra chất lượng nước thải sau xử lý Trên cơ sở đó điều chỉnh lượng bùn hoạt tính ( do lượng SS gây ra ) thất thoát sau bể lắng và củng là kiểm soát hoạt động của bể này

Các nguyên tố vi lượng: để duy trì sự sống và phát triển vi sinh vật cần nhiều nguyên tố vi lượng và trung lượng khác nhau để xây dựng tế bào và thức đẩy quá trình trao đổi chất

- Các nguyên tố trung lương bao gồm: Natri, Potasium, Calcium, Phosphate, Chloride, Sulphate, Bicarbonate

- Các nguyên tố vi lượng bao gồm: Sắt, Đồng, Mangan, Bo, Molybden, Vanadi, Cobalt, Iot, Selen

Những nguyên tố này thường có mặt trong nước thải với hàm lượng khác nhau Việc phân tích hàm lượng các nguyên tố này trong nước thải là những công việc phức tạp đòi hỏi kỉ thuật cao, thiết bị đắt tiền Vì vậy chúng chỉ được làm khi cần thiết và bằng cách gửi mẫu đến các cơ sở phân tích có uy tín thực hiện Tuy hàm lượng của các nguyên tố này rất nhỏ ( lượng vết) nhưng chúng có vai trò rất quan trọng trong việc quyết định chất lượng của bùn hoạt tính Việc quyết định phân tích các nguyên tố này

và điều chỉnh hàm lượng của chúng trong nước thải do các chuyên gia có kinh nghiệm quyết đinh thực hiện

2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt

Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đơn giản hơn các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp Trong phạm vi phần trình bày này đồ án sẽ đưa ra các biện pháp tổng quát có thể áp dụng được ( hoặc có lien quan ) đến công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Các biện pháp được trình bày bao gồm:

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

2.2.1 Điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải

Tùy thuộc vào tập quán sinh hoạt và mức độ tiện nghi, mà lưu lượng và thành phần tính chất nước thải của các tòa nhà ( chung cư/ trung tâm thương mại…) sẽ khác nhau, nhìn chung thường dao động không đều trong một ngày đêm Sự dao động lưu lượng và nồng độ độ nước thải sẽ trở ngại rất lớn đối với chế độ công tác của mạng lưới và hoạt động của trạm xử lý Khi lưu lượng và nồng độ thay đổi chế độ làm việc của hệ thống xử lý nước thải ( mạng lưới thoát nước và trạm xử lý nước thải ) mất ổn định Khi nồng độ hoặc lưu lượng đột ngột tăng lên các công trình xử lý hóa lý, hóa học sẽ làm việc kém đi hoặc muốn hoạt động tốt phải thay đổi lượng hóa chất thường xuyên Khi các công trình xử lý hóa lý hoạt động kém hiệu quả thì nồng độ chất bẩn đi vào các công trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên sẽ gây sốc tải trọng đối với vi sinh vật, gây chết VSV, làm cho công trình mất tác dụng

Tóm lại, để hệ thống xử lý nước thải hoạt động với hiệu quả cao thì cần phải điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải Việc điều hòa lưu lương và ổn định nồng

độ nước thải còn có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với quá trình xử lý hóa lý và sinh học, nhằm làm giảm kích thước công trình xử lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý và tăng hiệu quả xử lý nước thải

2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

a Song chắn rác

Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilon, vải vun và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn

Các loại song chắn rác

- song chắn rác thô: SCR cố định, SCR di động

- song chắn rác mịn: cố định, đi động, đĩa, trống quay, đai

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia làm 2 loại

- Song chắn rác thô có khoảng cách giữ các thanh từ 60-100mm

- Song chắn rác mịn có khoảng cách giữ các thanh từ 10-25mm

a) Song chắn rác thô

Nguyên lý cấu tạo: SCR gồm các thanh bằng thép không gỉ, sắp xếp cạnh nhau

và hàn cố định trên khung thép, thường đặc nghiêng 45 – 900 so với phương ngang trên mương dẫn nước Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở Một số loại thanh chắn:

- Tiết diện tròn;

- Tiết diện hình chữ nhật;

- Tiết diện hình bầu dục

Hình 2 1 Song chắn rác thô [5]

Nguyên lý hoạt động: SCR được đặt trước ngăn tiếp nhận nước thải để loại bỏ tập vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống như: làm tắc bơm, đường ống hoặc mương dẫn Lượng rác giữ lại trên SCR < 0,1 m3 /ngày khi vớt rác bằng tay

và ≥ 0,1 m3 /ngày khi vớt rác bằng cơ giới

Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt, sữa chữa, thay thế và vệ sinh

- Chi phí đầu tư và bảo dưỡng thấp

Nhược điểm:

- Có hiện tượng tắc nghẽn nếu lượng rác thải quá nhiều và không thường xuyên vớt rác Để khắc phục, ta phải thiết kế thêm hệ thống trục vớt hoặc máy nghiền rác

Song chắn rác cơ khí chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác

>0,1m3/ngày.đêm và hoạt động liên tục, răng cào lọt vào các khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ truyền động Cào cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòng nước

Nguyên lý cấu tạo: song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng 1 góc 45 - 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 - 850 nếu làm sạch bằng máy Tiết diện của song chắn rác có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Song chắn rác tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng dễ bị tắc bởi các vật giữ lại Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đôi diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy qua song chắn rác giới hạn trong khoảng 0,6 - 1m/s Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 - 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất rắn

Hình 2 2 Song chắn rác cơ khí [[20]

Bố trí bể: thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và các công trình xử lý nước thải

Ưu điểm:

- Giữ được các loại rác có đường kính nhỏ, các hợp chất tương đối mịn

- Hiệu quả mang lại cao hơn, nếu sử dụng song chắn rác tinh thì (có thể) loại bỏ bể lắng đợt I ở các công trình sau

- Vận tốc dòng chảy ổn định, loại bỏ được SS nhỏ (1-10 mm)

- Dễ dàng khi vệ sinh

Nhược điểm:

- Tốn chi phí điện năng

- Dễ bị bít nghẹt

- Chỉ thích hợp với lưu lượng nhỏ

b Bể điều hòa

Nhiệm vụ:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải;

- Ổn định lưu lượng;

- Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo;

- Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải

Nguyên lý cấu tạo: bể điều hòa là bể chứa hình chữ nhật, thường được xây dựng bằng bê tông - cốt thép Đáy bể điều hòa có rốn tập trung nước khi cần có thể tháo khô

bể bằng bơm chiều lưu động hoặc bằng cách xả nước trọng lực

Bể điều hòa có 2 loại:

- Bể điều hòa lưu lượng - nồng độ: bên trong có thiết bị khuấy trộn (thiết bị cơ học hoặc khí nn) Hệ thống khí nn có thể là các ống đục lỗ, đĩa phân phối khí, ejector sục khí, ống đứng kiểu bơm airlift

- Bể điều hòa lưu lượng: bên trong không có thiết bị khuấy trộn Bể được chia thành nhiều ngăn, định kì tháo khô từng ngăn để xúc cát và lắng cặn ra ngoài

Hình 2 3 Bể điều hòa [15]

Nguyên lý hoạt động: bể điều hòa thường được đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng I Nhờ vào cơ chế sục khí liên tục và lưu nước trong một thời gian nhất định, lưu lượng và nồng độ và các chất ô nhiễm trong nước thải được ổn định Để đưa nước sang các công trình sau phải dùng máy bơm

Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần tương đối lớn

Bể điều hoà hoà ở những nơi gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi Chi phí đầu tư tăng

Bể lắng

Bể lắng tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực Các bể lắng có thể bố trí kế tiếp nhau Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90-95% lượng cặn có trong nước thải Vì vậy, đây lá quá trình quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ở đầu hoặc sau xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể them vào chất đông tụ sinh học

Dựa vào cấu tạo, bể lắng được chia thành các dạng:

c) Bể lắng ngang

Cấu tạo: Bể có dạng hình chữ nhật, có thể được làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép, thường chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi ngăn từ 3-6m Chiều dài không quy định Khi bề có chiều dài quá lớn có thể cho nước xoay chiều để giảm bớt diện tích bề mặt xây dựng

Hình 2 4 Bể lắng ngang [5]

Nguyên lý hoạt động: Nước thải dẫn vào bể theo mương và máng phân phối ngang với đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể suốt chiều rộng Đối diện ở cuối bể cũng xây dựng máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi, cao hơn nước nước 0,15-0,2m và không sâu quá mực nước 0,25m Tấm chắn này có tác dụng ngăn chất nổi, thường đặt cách thành tràn 0,25-0,5m Để thu và xả chất nổi người ta đặc một máng đặc biệt ngay sát tấm chắn

Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho các trạm xử lý có công suất >3000m3/ngày.đêm đối với trường hợp xử lý nước có dung phèn và áp dụng với bất kỳ công suất nào cho các trạm xử lý không dung phèn

d) Bể lắng đứng

Hình 2 5 Bể lắng đứng [5]

Cấu tạo: Bể lắng đứng thường có mặt hình vuông hoặc hình tròn, có thể làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép Bể thường được bố trí kết hợp với ống trung tâm làm bằng thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép

Theo chức năng làm việc, bể được chia làm 2 vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc chop ở phí dưới Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van

Ưu điểm:

- Thiết kế nhỏ gọn, diện tích xây dựng không nhiều

- Thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn

Nhược điểm:

- Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang

- Chi phí xây dựng tốn kém

- Chiều cao vùng lắng phải lớn

Phạm vi áp dụng: Được sử dụng cho trạm công suất nhỏ < 3000m3/ngày.đêm Bể lắng đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ

e) Bể lắng ly tâm

Hình 2 6 Bể lắng ly tâm [5]

Cấu tạo: Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể từ 5m trở lên, thường được sử dụng với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000m3/ngày.đêm

Nguyên lý hoạt động: Bể lắng ly tâm là loại bể lắng trung gian giữa bể lắng ngang

và bể lắng đứng Nước từ vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên Nước cần xử lý vào ống trung tâm rồi vào giữa ngăn phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần đều từ tâm bể ra

Ưu điểm:

- Thiết kế gọn, diện tích xây dựng không nhiều;

- Thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn

Nhược điểm:

- Hiệu quả xử lý không cao;

- Chi phí xây dựng tốn kém;

- Vận hành đòi hỏi có nhiều kinh nghiệm

2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

học, hóa lý bao gồm các phương pháp như keo tụ - tạo bông, trung hòa, tuyển nổi, điện hóa,

a) Phương pháp trung hòa

Những loại nước thải có tính axit cao cần phải trải qua quá trình trung hòa để ổn định độ pH, làm giảm các hợp chất hữu cơ có trong nước thải

Nguyên lý cấu tạo: Bể trung hòa thường có cấu tạo bao gồm những phần chính như sau: ngăn sơ lắng, nền đá vôi, bể lắng cát, bể lắng sau cùng, cùng các thiết bị dẫn nước thải, bơm chuyên dụng

Nguyên lý hoạt động: mục đích của việc trung hòa chính là làm cho độ pH ổn định

để các công tác xử lý sau đó tiến hành theo đúng tiến độ Quá trình trung hòa sẽ diễn

ra trong bể trung hòa với kiểu liên tục gián đoạn theo chu kỳ Nguyên tắc chung của trung hòa chính là:

- Nếu nước thải có tính axit (pH < 7), cần bổ sung kiềm

- Nếu nước thải có tính kiềm (pH > 7), cần bổ sung axit

Tuy nhiên, đối với mỗi loại nước thải sẽ có những cách trung hòa khác nhau, cụ thể:

- Đối với nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất sẽ áp dụng trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit với nước thải chứa kiềm

- Đối với nước thải chứa quá nhiều axit hay kiềm không thể trung hòa bằng hòa trộn thì phải cho thêm hóa chất Những loại hóa chất được dùng sẽ là dung dịch có tính bazơ như: Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3,… Các hóa chất này được bơm vào bể nhờ các thiết bị định lượng kiểu phao, định mức với áp lực cố định,…

- Đối với nước thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung hòa, chúng ta sẽ dùng đá vôi, magiezit, đá hoa cương, đôlômit,… kích thước hạt 3-8 cm để trung hòa

a) Phương pháp keo tụ tạo bông

Mục đích: Quá trình lắng chỉ có thể tách các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất ô nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước nhỏ Để tách các hạt rắn này một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tương tác hỗ trợ giữa các hạt phân tán liên kết với nhau thành tập hợp các hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Quá trình trung hòa

điện tích này được gọi là quá trình keo tụ, còn quá trình tạo thành các bông cặn lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình tạo bông

Quá trình keo tụ để khử màu, giảm hàm lượng các cặn lơ lửng trong nước thải Cơ chế của quá trình :

- Giảm điện thế zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vander Waals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn

- Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo

- Các bông cặn đã hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng

Người ta thường dùng các hóa chất keo tụ như phèn nhôm [Al2(SO4)3].nH2O hay phèn sắt (FeCl3 hay [Fe2(SO4)3].nH2O), PAC (Poly Aluminium chloride),

Khi dùng phương pháp này cần điều chỉnh pH, vì pH ảnh hưởng đến khả năng keo tụ Các chất keo tụ khác nhau cho hiệu quả keo tụ ở pH khác nhau Với phèn sắt ở pH

= 10 cho hiệu quả cao nhất, phèn nhôm pH = 5 – 6 là tốt nhất

Các yếu tố ảnh hưởng: pH, nhiệt độ, tốc độ lắng, liều lượng

Hình 2 7 Quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước [20]

2.2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Các VSV sử dụng các hợp chất hữu cơ

và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản,

vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ VSV gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí (không có oxy)

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: Quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hoà tan Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thoát nước qui mô vừa và nhỏ người ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hòa tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy, phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

a) Bể Aerotank – Bể hiếu khí bùn hoạt tính

Hình 2 8 Bể Aerotank [20]

Bể Aerotank là công trình là bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật, là công trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ô nhiễm trong nước

Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải

Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, và để đảm bảo oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc làm thoáng gió Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ yêu cầu xử

lý nước thải Thời gian nước lưu trong bể Aerotank không lâu quá 12 giờ (thường là mình chọn 8 giờ)

Bể được phân loại theo nhiều cách: theo nguyên lý làm việc có bể thông thường và

bể có ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thoáng là bể làm thoáng bằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp…

Cấu tạo của bể phải thoả mãn 3 điều kiện:

 Giữ được liều lượng bùn cao trong bể

 Cho phép vi sinh phát triển liên lục ở giai đoạn “bùn trẻ”

 Đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh ở mọi điểm của bể

Nguyên lý hoạt động: Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các cất lơ lửng đi vào bể Aerotank Khi nước thải vào bể thổi khí (Bể Aerotank), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân

tử cặn lơ lửng Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động

chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành tế bào mới Quá trình chuyển hóa thực hiện theo từng bước xen kẽ và nối tiếp nhau

Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải đi vào bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ, do đó phải sử dụng lại bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược trở lại đầu bể Aerotank để duy trì nồng độ đủ vi khuẩn trong bể Bùn dư ở đáy bể lắng được

xả ra khu xử lí bùn

Ưu điểm:

- Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

- Loại bỏ được nitơ trong nước thải

- Vận hành đơn giản, an toàn

- Thích hợp với nhiều loại nước thải

- Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể

Nhược điểm:

- Thể tích công trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn

- Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn

- Nhược điểm chính của xử lý hiếu khí là tổn thất năng lượng cung cấp cho khí với tốc độ đủ để duy trì nồng độ oxy hòa tan cần thiết để duy trì điều kiện hiếu khí trong nước thải được xử lý cho sự tăng trưởng hiếu khí

Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho hầu hết các loại nước thải có ô nhiễm hữu cơ như bệnh viện, khu dân cư, thủy sản,…

b) Bể Anoxic – Bể sinh học thiếu khí

Hình 2 9 Bể Anoxic.[5]

Cấu tạo: Vật liệu xây dựng bê tông hoặc bê tông cốt thép

Bể Anoxic là bể quan trọng trong quá trình xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học Công nghệ khử nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học phổ biến nhất hiện nay là: Nitrat hóa và khử Nitrat

Trong nước thải, có chứa hợp chất nitơ và photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẽ khử Nitrat (NO3 –)

và Nitrit (NO2 –) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3- → NO2- → N2O → N2↑ Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ đã được xử lý

Quá trình Photphorit hóa:

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển

Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại

bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷ 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển

Ưu điểm:

- Khử được nitơ trong nước thải dòng ra

- Hiệu suất khử BOD tăng do các chất hữu cơ tiếp tục bị oxy hóa trong quá trình